המתג החסר: נוצרו טרנזיסטורי גרפן מונוליטיים בעלי ביצועים גבוהים

גיליון גרפן

כמעט לא עובר יום בלי שקבוצת מחקר ברמה העליונה הודיעה כמה סוג של פריצת דרך שקשורה לגרפן, אבל זה גדול: חוקרים מאוניברסיטת ארלנגן-נירנברג, גרמניה יצרו טרנזיסטורי גרפן מונוליטיים בעלי ביצועים גבוהים באמצעות תהליך תחריט ליטוגרפי פשוט. זה יכול להיות הצעד החסר הסולל סוף סוף את הדרך לאלקטרוניקה לאחר סיליקון.

כפי שאתה בוודאי יודע עד עכשיו, לגרפן יש רשימה ארוכה ונפלאה של תכונות רצויות, כולל היותו החומר המוליך ביותר שהתגלה עד כה. בתיאוריה, על פי הדגמות מוקדמות כמו IBM ו- UCLA, טרנזיסטורי גרפן צריכים להיות מסוגלים לעבור במהירויות. בין 100 GHz לכמה טרהרץ. הבעיה היא שלגרפן אין פסי פס - יכולת מולדת להדליק ולכבות, תלוי במתח; זה לא מוליך למחצה טבעי, כמו סיליקון - ולכן קשה מאוד לבנות טרנזיסטורים מהדברים. עד עכשיו!



טרנזיסטור גרפן / סיליקון קרביד

התהליך בו משתמשים החוקרים הוא פשוט למדי. ביסודו של דבר, על ידי אפיית סיליקון קרביד - גביש פשוט של סיליקון ופחמן, שבמקרה הוא גם מוליך למחצה מובן היטב - ניתן להבריח את אטומי הסיליקון משכבת ​​הקריסטל ולהשאיר שכבה אחת של גרפן. שכבת גרפן בפני עצמה אינה מועילה; אתה צריך מקורות, ניקוז ושערים כדי לייצר טרנזיסטור ממשי. לשם כך מונחת מסכה ליטוגרפית, ומשמשים לתחריט יונים תגובתי להגדרת כל אחד מהטרנזיסטורים. נקודת מפתח נוספת הייתה הכנסת גז מימן במהלך צמיחתו של תעלת הגרפן האמצעית, והפכה אותו ממגע (מקור / ניקוז) לגרפן לשער גרפן. וואלה: טרנזיסטורי גרפן, כאשר הסיליקון קרביד ורצועת הפס הטעימה שלו משמשים כשכבת המוליך.

עכשיו, למרבה הצער, בגלל שהחוקרים עשו את עבודתם על א מאוד בקנה מידה גדול - כל טרנזיסטור הוא ברוחב של כ- 100 מיקרומטר, או 100,000 ננומטר - אין לנו מדד מדויק עד כמה טרנזיסטור גרפן זה מהיר. החוקרים אומרים כי הביצועים הנוכחיים 'תואמים היטב את התחזיות בספרי הלימוד לתדירות הניתוק של טרנזיסטור אפקט שדה מוליך למחצה מתכתי', אך הם גם מציינים כי שינויים פשוטים מאוד יכולים להגדיל את הביצועים 'בגורם של ~ 30'.

ה רָאשִׁי העניין הוא שאוניברסיטת ארלנגן-נירנברג סיפקה כעת את 'המתג החסר' שטרנזיסטורים גרפיים כל כך זקוקים לו. כעת יהיה זה על יצרני המוליכים למחצה בפועל, כמו יבמ או אינטל, לכווץ את התהליך לגודל שיכול להתחרות - או לנצח - אלקטרוניקה מסיליקון קונבנציונאלית.

קרא עוד ב תקשורת טבע: doi: 10.1038 / ncomms1955, או קרא עוד אודות אלקטרוניקה לאחר סיליקון

Copyright © כל הזכויות שמורות | 2007es.com